RU2469382C1 - Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов - Google Patents
Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469382C1 RU2469382C1 RU2011134704/08A RU2011134704A RU2469382C1 RU 2469382 C1 RU2469382 C1 RU 2469382C1 RU 2011134704/08 A RU2011134704/08 A RU 2011134704/08A RU 2011134704 A RU2011134704 A RU 2011134704A RU 2469382 C1 RU2469382 C1 RU 2469382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- signals
- block
- elements
- binary
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/58—Random or pseudo-random number generators
- G06F7/582—Pseudo-random number generators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цифровой технике и может быть использовано для генерации случайных чисел и преобразования данных, обработки шумоподобных сигналов, идентификации, аутентификации и авторизации, в стохастических системах и устройствах, системах представления и отображения информации, информационно-коммуникационных и сенсорных устройствах и системах. Техническим результатом является формирование регулярных двоичных последовательностей, являющихся исходными для осуществления преобразований и получения последовательностей (бесповторных или равноповторных) с периодом не менее заданного, с предопределенными, характерными для реальных процессов гармоничными и хаотичными свойствами. Реализуемые на его основе многоразрядные устройства характеризуются устойчивым, функционально непредсказуемым поведением, исчерпывающе полным параллелизмом и простотой в реализации, малыми аппаратными и энергетическими затратами, высоким уровнем производительности. Устройство, реализующее способ, содержит генератор тактовых импульсов, блок нелинейных управляемых элементов, состоящих из логических элементов с перестраиваемой конфигурацией, D-триггеры. 2 з.п. ф-лы, 30 ил., 2 табл.
Description
Claims (3)
1. Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов, включающий в себя
- итерационный процесс осуществления действий в дискретном времени , начиная с некоторого начального момента времени t0, над двоичными, идентифицируемыми как 0 или 1, сигналами материальной природы, входящими в состав функционально связанных между собой двоичных блоков, которые формируют из двоичных разрядов, нумеруемых согласно принятым правилам по степени 2j-1, а сами разряды в упомянутых блоках размещают в порядке, предписываемом техническим результатом; а
- упомянутые действия задают на множестве действий, с подмножеством действий, представляемых нелинейными двоичными операциями Δ и ∇ над сигналами, осуществляемых посредством соответствующих им логических элементов ▲∈{NAND, AND} и ▼∈{NOR, OR}, из множества логических элементов {NAND, AND, NOR, OR} и подмножеством действий, представляемых цифровыми устройствами - нелинейными управляемыми логическими элементами ▲/▼∈{NAND/NOR, AND/OR} и ▼/▲∈{NOR/ NAND, OR/AND}, из множества управляемых логических элементов {NAND/NOR, AND/OR, NOR/NAND, OR/AND};
- а каждому очередному np-разрядному элементу pi∈PΩ, представляемой способом, не менее чем одной, двоичной последовательности PΩ, ставят в соответствие сигналы поступающие с разрядов j (n+ε)-разрядного двоичного образующего блока Z, а указанное приращение ε разрядности блока задают равным 0 или 1;
- и при этом состояние образующего блока Z изменяют согласно с упомянутым временем ti хода итерационного процесса в зависимости от его предшествующих состояний, исходя из предписываемой техническим результатом зависимости очередных элементов pi∈PΩ последовательности PΩ, от изменений ее предшествующих элементов;
- при этом по ходу упомянутого процесса состояние двоичных разрядов образующего блока Z изменяют исходя из формальных условий, что при замене константой или изоляции внешних по отношению к упомянутому процессу переменных сигналов изменения сигналов zk в каждом из младших разрядов блока Z не зависят от изменений сигналов zl в каждом из его старших разрядов что фактически означает отсутствие обратных связей между составляющими блок Z разрядами j; при этом
- упомянутый итерационный процесс включает в себя n-разрядные двоичные блоки:
- базовый блок G сигналов gj∈G и нелинейный блок Q сигналов которые формируют в зависимости от предшествующих состояний блока Z;
- управляющий блок C сигналов которые задают в зависимости или независимо от предшествующих состояний блока Z, при этом блок C, у которого все поступающие из разрядов сигналы неидентифицируемы, считают пустым;
- а сигналы образующего блока Z формируют прямо, без смещения (τ=0) или со смещением τ=1 на один разряд, в зависимости от состояния cj разряда j управляющего блока C и двоичных сигналов {Δzj, ∇zj};
- при идентифицируемом сигнале cj сигнал zj+τ формируют в соответствии с логическим выражением путем выбора одного из двух двоичных сигналов {Δzj, ∇zj}, формируемых исходя из индексируемых {Δj, ∇j} по номеру разряда j блока C упомянутых операций Δ и ∇, осуществляемых посредством соответствующего нелинейного управляемого логического элемента ▲/▼ или ▼/▲ с перестраиваемой конфигурацией по сигналу cj; так, что
- при сигнале cj, идентифицируемом как 0, сигнал zj+τ отождествляют zj+τ=Δzj с сигналом Δzj; а
- при сигнале cj, идентифицируемом как 1, сигнал zj+τ отождествляют zj+τ=∇zj с сигналом ∇zj;
- а в случае, когда упомянутый сигнал cj не идентифицируется, как предписывают изначально, сигнал zj+τ отождествляют с сигналом Δzj или с сигналом ∇zj, или задают постоянным или исходя из сторонних одноразрядных сигналов ;
- при этом упомянутые сигналы {Δzj, ∇zj} формируют {Δzj=gjΔjqj, ∇zj=gj∇jqj} исходя из поставленных в соответствие указанному разряду j упомянутых операций {Δj, ∇j} и сигналов gj и qj базового G и нелинейного блока Q;
- при этом сигнал z1 в первом разряде образующего блока Z, который формируют с упомянутым смещением τ=1 на единицу, задают постоянным или исходя из z1=zо стороннего постоянного или переменного одноразрядного сигнала zо.
- итерационный процесс осуществления действий в дискретном времени , начиная с некоторого начального момента времени t0, над двоичными, идентифицируемыми как 0 или 1, сигналами материальной природы, входящими в состав функционально связанных между собой двоичных блоков, которые формируют из двоичных разрядов, нумеруемых согласно принятым правилам по степени 2j-1, а сами разряды в упомянутых блоках размещают в порядке, предписываемом техническим результатом; а
- упомянутые действия задают на множестве действий, с подмножеством действий, представляемых нелинейными двоичными операциями Δ и ∇ над сигналами, осуществляемых посредством соответствующих им логических элементов ▲∈{NAND, AND} и ▼∈{NOR, OR}, из множества логических элементов {NAND, AND, NOR, OR} и подмножеством действий, представляемых цифровыми устройствами - нелинейными управляемыми логическими элементами ▲/▼∈{NAND/NOR, AND/OR} и ▼/▲∈{NOR/ NAND, OR/AND}, из множества управляемых логических элементов {NAND/NOR, AND/OR, NOR/NAND, OR/AND};
- а каждому очередному np-разрядному элементу pi∈PΩ, представляемой способом, не менее чем одной, двоичной последовательности PΩ, ставят в соответствие сигналы поступающие с разрядов j (n+ε)-разрядного двоичного образующего блока Z, а указанное приращение ε разрядности блока задают равным 0 или 1;
- и при этом состояние образующего блока Z изменяют согласно с упомянутым временем ti хода итерационного процесса в зависимости от его предшествующих состояний, исходя из предписываемой техническим результатом зависимости очередных элементов pi∈PΩ последовательности PΩ, от изменений ее предшествующих элементов;
- при этом по ходу упомянутого процесса состояние двоичных разрядов образующего блока Z изменяют исходя из формальных условий, что при замене константой или изоляции внешних по отношению к упомянутому процессу переменных сигналов изменения сигналов zk в каждом из младших разрядов блока Z не зависят от изменений сигналов zl в каждом из его старших разрядов что фактически означает отсутствие обратных связей между составляющими блок Z разрядами j; при этом
- упомянутый итерационный процесс включает в себя n-разрядные двоичные блоки:
- базовый блок G сигналов gj∈G и нелинейный блок Q сигналов которые формируют в зависимости от предшествующих состояний блока Z;
- управляющий блок C сигналов которые задают в зависимости или независимо от предшествующих состояний блока Z, при этом блок C, у которого все поступающие из разрядов сигналы неидентифицируемы, считают пустым;
- а сигналы образующего блока Z формируют прямо, без смещения (τ=0) или со смещением τ=1 на один разряд, в зависимости от состояния cj разряда j управляющего блока C и двоичных сигналов {Δzj, ∇zj};
- при идентифицируемом сигнале cj сигнал zj+τ формируют в соответствии с логическим выражением путем выбора одного из двух двоичных сигналов {Δzj, ∇zj}, формируемых исходя из индексируемых {Δj, ∇j} по номеру разряда j блока C упомянутых операций Δ и ∇, осуществляемых посредством соответствующего нелинейного управляемого логического элемента ▲/▼ или ▼/▲ с перестраиваемой конфигурацией по сигналу cj; так, что
- при сигнале cj, идентифицируемом как 0, сигнал zj+τ отождествляют zj+τ=Δzj с сигналом Δzj; а
- при сигнале cj, идентифицируемом как 1, сигнал zj+τ отождествляют zj+τ=∇zj с сигналом ∇zj;
- а в случае, когда упомянутый сигнал cj не идентифицируется, как предписывают изначально, сигнал zj+τ отождествляют с сигналом Δzj или с сигналом ∇zj, или задают постоянным или исходя из сторонних одноразрядных сигналов ;
- при этом упомянутые сигналы {Δzj, ∇zj} формируют {Δzj=gjΔjqj, ∇zj=gj∇jqj} исходя из поставленных в соответствие указанному разряду j упомянутых операций {Δj, ∇j} и сигналов gj и qj базового G и нелинейного блока Q;
- при этом сигнал z1 в первом разряде образующего блока Z, который формируют с упомянутым смещением τ=1 на единицу, задают постоянным или исходя из z1=zо стороннего постоянного или переменного одноразрядного сигнала zо.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в составе разрядов образующего блока Z используют одинаковые упомянутые нелинейные управляемые логические элементы ▲/▼ или ▼/▲ и одинаковые нелинейные логические элементы ▲ или ▼.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что упомянутый сигнал z1 в первом разряде образующего блока Z задают постоянным, и при этом поставленная в соответствие упомянутому процессу последовательность D={di}, состоящая из (n+ε)-разрядных элементов di образуемых di=di-1⊕pi, при сигнале z1, идентифицируемом как 1, посредством поразрядной операции ⊕ сложения по модулю 2, представляемой логическими элементами XOR, или при сигнале z1, идентифицируемом как 0, инверсных по отношению к ним элементов посредством поразрядной операции , представляемой логическими элементами XNOR, соответственно, значения предшествующего элемента di-1∈D последовательности D, со значением, следующим из очередного (n+ε)-разрядного элемента pi∈PΩ упомянутой последовательности PΩ, имеет максимальный период повторения Tmax=2n+ε и в пределах периода не имеет одинаковых элементов.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134704/08A RU2469382C1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов |
PCT/RU2011/000648 WO2013028095A1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-26 | Способ формирования регулярных двоичных последовательностей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134704/08A RU2469382C1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2469382C1 true RU2469382C1 (ru) | 2012-12-10 |
Family
ID=47746674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134704/08A RU2469382C1 (ru) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469382C1 (ru) |
WO (1) | WO2013028095A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112260828A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-22 | 黑龙江大学 | 基于混沌系统和fpga的轻量级密钥序列发生器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0467239A2 (en) * | 1990-07-16 | 1992-01-22 | Hughes Aircraft Company | An encryption system based on Chaos theory |
US5592107A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-07 | Cyrix Corporation | Configurable NAND/NOR element |
US7003109B2 (en) * | 2001-04-19 | 2006-02-21 | City University Of Hong Kong | Compact crypto-engine for random number and stream cipher generation |
US7206797B2 (en) * | 2003-04-14 | 2007-04-17 | M-Systems Flash Disk Pioneers Ltd. | Random number slip and swap generators |
-
2011
- 2011-08-19 RU RU2011134704/08A patent/RU2469382C1/ru active
- 2011-08-26 WO PCT/RU2011/000648 patent/WO2013028095A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0467239A2 (en) * | 1990-07-16 | 1992-01-22 | Hughes Aircraft Company | An encryption system based on Chaos theory |
US5592107A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-07 | Cyrix Corporation | Configurable NAND/NOR element |
US7003109B2 (en) * | 2001-04-19 | 2006-02-21 | City University Of Hong Kong | Compact crypto-engine for random number and stream cipher generation |
US7206797B2 (en) * | 2003-04-14 | 2007-04-17 | M-Systems Flash Disk Pioneers Ltd. | Random number slip and swap generators |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013028095A1 (ru) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11750361B2 (en) | Clock period randomization for defense against cryptographic attacks | |
US10007488B2 (en) | Secured pseudo-random number generator | |
TWI749654B (zh) | 亂數產生器及產生亂數輸出的方法 | |
CN101965552A (zh) | 基于数控振荡器的数字随机数生成器 | |
CN110413257B (zh) | 随机数产生电路 | |
US20140016778A1 (en) | Random bit stream generator with guaranteed minimum period | |
KR20160048860A (ko) | 소수 생성 및 저장을 위한 방법들 및 장치들 | |
DE112015006865T5 (de) | Vorrichtung zum Erzeugen eines Nachrichten-Authenticators, Verfahren zum Erzeugen eines Nachrichten-Authenticators und Programm zum Erzeugen eines Nachrichten-Authenticators | |
RU2469382C1 (ru) | Способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов | |
JP2010531018A5 (ru) | ||
WO2020014993A1 (zh) | 基于fpga的并行伪随机序列发生器设计方法 | |
CN112306456A (zh) | 熵生成器及生成增强熵的方法 | |
Deng et al. | Feedback control of digital chaotic systems with application to pseudorandom number generator | |
RU2467378C1 (ru) | Способ формирования нерегулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов | |
TWI387921B (zh) | 利用中央極限定理之常態分佈亂數產生器及其亂數產生方法 | |
Spencer | Pseudorandom Bit Generators from Enhanced Cellular Automata. | |
CN111279307B (zh) | 随机数生成器 | |
RU2427885C1 (ru) | Быстродействующий генератор случайных перестановок и сочетаний | |
Chugunkov et al. | New class of pseudorandom number generators for logic encryption realization | |
RU2246129C2 (ru) | Способ генерации случайных чисел | |
Lee et al. | Metastability-based feedback method for enhancing fpga-based trng | |
Vivelid | Nonlinear feedback shift registers and generating of binary de Bruijn sequences | |
Kaur et al. | 6 x 6 playfair cipher using lfsr based unique random number generator | |
Najdi | Observations Concerning the probability of the existence of annihilators for balanced boolean functions | |
Varshney et al. | A study on the effect of shifting on LFSR PRNG |